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GCRI · Künstliche Intelligenz und autonome Systeme

Rechenleistung und Energie

Training and running AI requires specialised chips, data centres, electricity, cooling water and network capacity. Demand is growing quickly and concentrating in particular places, with effects on power grids, water resources and emissions. This page sets out how AI compute uses energy and water, how those uses are measured, and what evidence serves the grid operators, planners and policymakers who must accommodate them.

01Arbeitsfläche

Wie die Arbeit abläuft.

System · rund um dieses ThemaBeispielhaft

Modellregister

Compute and energy · Model registry · Release gate

Ein Modell am Gate blockiertGCRI · Künstliche Intelligenz und autonome Systeme

Modelle

M-904 triage assistantÖffentlicher DienstHoch19 of 24 suitesBlockiert
M-890 flood nowcastWissenschaftMittel10 of 12Freigegeben
M-955 document searchInternNiedrig7 von 8Freigegeben
M-242 agent plannerAgentischHoch13 of 16Wird evaluiert

Modellkarte

Verwendungszweck
Triage-Unterstützung, Mensch entscheidet
Außerhalb des Umfangs
Förderfähigkeitsentscheidungen
Bekannte Grenzen
geringere Genauigkeit bei seltenen Fällen
Inhaber
Modelleigner

Vorfallprotokoll

  1. D-28INCErfundenes Zitat in der Zusammenfassung
  2. D-6MITRetrieval-Verankerung ergänzt
  3. D-4INCPrompt-Injection über hochgeladene Datei
  4. D-1MITWerkzeugberechtigung eingeschränkt

Evaluation scores

vs release threshold

Task accuracy71 of 85 requiredRobustheit71 of 75 requiredFairness gap (lower is better)3 of 5 requiredRefusal on misuse91 of 95 required
Model registry: the screen’s structure, terms and states for Compute and energy.Beispielnamen und beispielhafte Werte; ein Entwurf, kein Eintrag und kein Live-System.

Abb.Model registry: example names and illustrative values, not a record or a live system.

02Die Frage

Compute and energy: how the risk develops.

Compute concentration, efficiency and demand. The dossier below sets out how the risk develops, what is measured, where the data come from, how it is modelled and who decides.

Mechanismus

Training and inference both use energy

Training a large model uses a large amount of electricity once; inference uses less per query but runs continuously at scale, and can dominate over a model’s life.

Mechanismus

Data centres strain local grids

Large data centres need connections comparable to industrial plants. Clusters in one region can outpace grid and generation build-out.

Mechanismus

Cooling uses water

Evaporative cooling and electricity generation consume water. Where water is scarce, data centre siting competes with other uses.

Mechanismus

Efficiency and demand move together

Hardware and software efficiency improve quickly, but lower costs can raise total use. Net energy demand depends on both.

03Geografie

Energy now in East Asia.

Night lights, population density and land cover over East Asia, from NASA GIBS. Each layer carries its own date.

Die interaktive Karte benötigt JavaScript; die Ebenenliste und die Quellen finden Sie unten.

Ebenen 3

Energie jetzt, für diese Seite

Über diese Ebene
Evidenz
Beobachtet
Quelle
VIIRS Black Marble (VNP46A2) (NASA LAADS DAAC)
Anbieter
NASA LAADS DAAC
Lizenz
Offene Daten der NASA
Jahrgang
täglich; Satellitenstrahldichte, korrigiert um Mondlicht und Atmosphäre
Neueste beim Build
2026-10-12
Auflösung
Raster von etwa 500 m
Unsicherheit
Nächtliche Strahldichte aus Satellitendaten für das angezeigte Datum; Lichter sind ein Näherungswert für Stromverbrauch und Ausfälle, keine Messung von Versorgung oder Zugang.
Erreichbar über
gibs.earthdata.nasa.gov, erst nachdem Sie die Live-Karte zugelassen haben
Über diese Ebene
Evidenz
Geschätzt
Quelle
Gridded Population of the World v4.11 (NASA SEDAC (CIESIN, Columbia University))
Anbieter
NASA SEDAC (CIESIN, Columbia University)
Lizenz
CC BY 4.0
Jahrgang
null; Zensusbasierte Schätzung, statisch (2020)
Auflösung
Raster von etwa 1 km
Unsicherheit
Auf Volkszählungen beruhende Schätzung der Einwohner je Quadratkilometer im Jahr 2020, dargestellt als Expositionskontext; keine Zählung der von einer Gefahr betroffenen Menschen.
Erreichbar über
gibs.earthdata.nasa.gov, erst nachdem Sie die Live-Karte zugelassen haben
Über diese Ebene
Evidenz
Modelliert (jüngster Monat, den GIBS veröffentlicht)
Quelle
MERRA-2 (NASA GMAO / GES DISC)
Anbieter
NASA GMAO / GES DISC
Lizenz
Offene Daten der NASA
Jahrgang
monatlich; Reanalysemodell; jüngster Monat, den GIBS veröffentlicht
Neueste beim Build
2026-07-01
Auflösung
Raster von etwa 2 km
Unsicherheit
Schätzung eines Reanalysemodells für die monatlich gemittelte einfallende Sonnenstrahlung über Land; ein Indikator für das Solarangebot, keine Ertragsbewertung eines Standorts.
Erreichbar über
gibs.earthdata.nasa.gov, erst nachdem Sie die Live-Karte zugelassen haben
Über diese Ebene
Evidenz
Beobachtet
Quelle
VIIRS NOAA-20, korrigierte Reflexion (NASA LANCE)
Anbieter
NASA LANCE
Lizenz
Offene Daten der NASA
Jahrgang
täglich; Satellitenbild
Neueste beim Build
2026-10-14
Auflösung
Raster von etwa 250 m
Unsicherheit
Satellitenbild. Satelliten- oder Modellraster, wie der Anbieter es veröffentlicht. Wolken, Streifenlücken und Ableitungsfehler hinterlassen Lücken und Rauschen; die Werte sind Indikatoren, keine Messungen an einem Ort.
Erreichbar über
gibs.earthdata.nasa.gov, erst nachdem Sie die Live-Karte zugelassen haben
Über diese Ebene
Evidenz
Modelliert (jüngstes Jahr, das GIBS veröffentlicht)
Quelle
MODIS Terra und Aqua, Landbedeckung (MCD12Q1) (NASA LP DAAC)
Anbieter
NASA LP DAAC
Lizenz
Offene Daten der NASA
Jahrgang
jährlich; Satellitenklassifikation; jüngstes Jahr, das GIBS veröffentlicht
Neueste beim Build
2024-01-01
Auflösung
Raster von etwa 500 m
Unsicherheit
Satellitengestützte Landbedeckungsklassen für das angezeigte Jahr, einschließlich Ackerland; eine Klassifikation mit bekannten Fehlern, kein Betriebsregister.
Erreichbar über
gibs.earthdata.nasa.gov, erst nachdem Sie die Live-Karte zugelassen haben
Über diese Ebene
Evidenz
Beobachtet (Wolken hinterlassen Lücken)
Quelle
VIIRS NOAA-20 (NASA LANCE)
Anbieter
NASA LANCE
Lizenz
Offene Daten der NASA
Jahrgang
täglich; Satellitenableitung; Wolken hinterlassen Lücken
Neueste beim Build
2026-10-14
Auflösung
Raster von etwa 1 km
Unsicherheit
Hauttemperatur des Bodens aus Satellitendaten am angezeigten Tag, ein Indikator für den Kühlbedarf; keine Lufttemperatur und keine Hitzewarnung.
Erreichbar über
gibs.earthdata.nasa.gov, erst nachdem Sie die Live-Karte zugelassen haben

Zuletzt verfügbar

NASA GIBS / EOSDIS · ASTER GDEM (METI, NASA) · Blue Marble (NASA) · © OpenStreetMap-Mitwirkende (ODbL) · Natural Earth

Die neuesten NASA-Bilder werden geladen.

Zum Verschieben ziehen. Zum Zoomen Strg oder ⌘ gedrückt halten und scrollen, die Zwei-Finger-Geste oder die Schaltflächen verwenden; für die Werte unter dem Zeiger darüberfahren; Zurücksetzen kehrt zur Region zurück.

Energy now, framed on East Asia.Satelliten- und Modellprodukte, wie die NASA sie veröffentlicht, jeweils mit eigenem Datum. Sie sind Indikatoren, keine Bewertungen eines Ortes.

Daten: NASA GIBS · ASTER GDEM · Blue Marble · © OpenStreetMap-Mitwirkende · Natural Earth · NASA EONET · NASA/NOAA VIIRS · NASA JPL OPERA DIST-ALERTQuellen und Lizenzen

  • We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS). Colours redrawn from the published colour map; values averaged into hexagonal cells where shown (modified). Offene Daten der NASA
  • We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS). Colours redrawn from the published colour map; values averaged into hexagonal cells where shown (modified). Offene Daten der NASA
  • Nächtliche Lichter VIIRS Black Marble, NASA Goddard Space Flight Center; bereitgestellt vom NASA Level-1 and Atmosphere Archive and Distribution System (LAADS DAAC); Bilder über NASA GIBS. Farben nach der veröffentlichten Farbskala neu gezeichnet; Werte, wo gezeigt, in Sechseckzellen gemittelt (verändert). Offene Daten der NASA
  • Center for International Earth Science Information Network (CIESIN), Columbia University. 2018. Gridded Population of the World, Version 4 (GPWv4): Population Density, Revision 11. NASA Socioeconomic Data and Applications Center (SEDAC). Lizenziert unter CC BY 4.0. Farben nach der veröffentlichten Farbskala neu gezeichnet; Werte, wo gezeigt, in Sechseckzellen gemittelt (verändert). doi:10.7927/H49C6VHW. CC BY 4.0
  • MERRA-2-Reanalyse, NASA Global Modeling and Assimilation Office; bereitgestellt vom NASA GES DISC; Bilder über NASA GIBS. Farben nach der veröffentlichten Farbskala neu gezeichnet; Werte, wo gezeigt, in Sechseckzellen gemittelt (verändert). Offene Daten der NASA
  • VIIRS-Produkte nahezu in Echtzeit (Hochwasser, Landoberflächentemperatur, Schneebedeckung, korrigierte Reflektanz), NASA LANCE; Bilder über NASA GIBS. Farben nach der veröffentlichten Farbskala neu gezeichnet; Werte, wo gezeigt, in Sechseckzellen gemittelt (verändert). Offene Daten der NASA
  • MODIS-Landprodukte (Vegetationsindizes, Bruttoprimärproduktion, Landbedeckung), NASA LP DAAC und LANCE; Bilder über NASA GIBS. Farben nach der veröffentlichten Farbskala neu gezeichnet; Werte, wo gezeigt, in Sechseckzellen gemittelt (verändert). Offene Daten der NASA
  • ASTER GDEM ist ein Produkt von METI und NASA (ASTER Global Digital Elevation Model V003, NASA LP DAAC); Bilder über NASA GIBS. Farben nach der veröffentlichten Farbskala neu gezeichnet; Werte, wo gezeigt, in Sechseckzellen gemittelt (verändert). Zitieren als: NASA/METI/AIST/Japan Spacesystems and U.S./Japan ASTER Science Team (2019). ASTER Global Digital Elevation Model V003. doi:10.5067/ASTER/ASTGTM.003. Offene Daten der NASA
  • Erstellt mit Natural Earth. Freie Vektor- und Rasterkartendaten @ naturalearthdata.com. Gemeinfrei
  • © OpenStreetMap-Mitwirkende (ODbL), über NASA GIBS (Küstenlinien, Grenzen, Straßen und Ortsnamen). Farben aus der veröffentlichten Farbtabelle neu gezeichnet; Werte, wo gezeigt, in Sechseckzellen gemittelt (verändert). ODbL
  • Blue Marble, NASA Earth Observatory; Bilder über NASA GIBS. Farben nach der veröffentlichten Farbskala neu gezeichnet; Werte, wo gezeigt, in Sechseckzellen gemittelt (verändert). Offene Daten der NASA
  • Kontext auf Globus und flacher Karte: Küstenlinien, Grenzen, Straßen und Ortsnamen aus den Referenzebenen von NASA GIBS (OpenStreetMap-Daten, ODbL, © OpenStreetMap contributors); Blue-Marble-Bilddaten als optionale Basis; 3D-Gelände und Höhenanzeige aus dem Höhenfarbindex des ASTER GDEM (Klassen von 5 m bis 200 m, zur besseren Lesbarkeit überhöht). Grenzen werden wie veröffentlicht dargestellt und beziehen keine Position zu einem Gebiet.
  • Live-Ereignisse: NASA Earth Observatory Natural Event Tracker (EONET). Die Ereignisse sind indikativ und behalten ihre ursprünglichen Quellenlinks.
  • Observed (EO): NASA/NOAA VIIRS (Suomi NPP). We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS).
  • Observed (EO): NASA JPL OPERA DIST-ALERT (contains modified Copernicus Sentinel data 2026). We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS).
  • NASA GIBS: We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS).
  • Vergangenes Jahr, Tagestemperatur (ERA5 über Open-Meteo): enthält veränderte Informationen des Copernicus Climate Change Service 2026.
  • Vergangenes Jahr, tägliche Temperatur und Sonnenschein (NASA POWER): Diese Daten stammen aus dem POWER-Projekt des NASA Langley Research Center (LaRC), finanziert über das Programm NASA Earth Science/Applied Science..
  • Wetterdaten von Open-Meteo.com (https://open-meteo.com/), lizenziert unter CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).
  • Optionale Ebenen (10 Quellen in der Ebenenliste: live, Prognose, beobachtet und Kontext) zeigen ihre Anbieterangabe auf der Karte und hier, sobald sie eingeschaltet sind. Prognosen sind Modellergebnisse, abgeleitete Indizes sind Schätzungen.

Ebenen und Daten

  • Nachtlichter, täglich: VIIRS Black Marble (VNP46A2), NASA LAADS DAAC · 12. Okt. 2026
  • Bevölkerungsdichte, 2020: Bevölkerung: CIESIN, Columbia University, Gridded Population of the World v4.11 (2018), NASA SEDAC, CC BY 4.0 · statisch
  • Einfallende Sonnenstrahlung an der Landoberfläche, Monatsmittel: MERRA-2, NASA GMAO / GES DISC · Juli 2026
  • Echtfarbe: VIIRS NOAA-20 korrigierte Reflektanz, NASA LANCE · 13. Okt. 2026
  • Landbedeckungstyp (IGBP), jährlich: MODIS Terra and Aqua land cover (MCD12Q1), NASA LP DAAC · 2024
  • Landoberflächentemperatur, Tag: VIIRS NOAA-20, NASA LANCE · 13. Okt. 2026

04Domänenübergreifend

AI compute couples to energy and water.

Compute and energy analyses are designed for the Reihe Foresight-Ausblick. The IEA’s Energy and AI report (2025) gives scenario ranges for data-centre electricity demand.

  • Measured energy and water use of computing facilities.
  • Grid connection studies.
05Simulator

Eine Kaskade durch voneinander abhängige Netze.

A Gefahren-Fußabdruck takes out co-located assets in every layer; fragmentation, dependency between layers and overload of the survivors then spread the failure. The 3D view separates the layers by depth. Teaching model with stated illustrative values, not a prediction. The map on this page shows East Asia; the model itself is not tied to a place.

Steuerung

Anlagen je Ebene
18
Gefahrenausdehnung
8 % der Fläche
Vermögenswerte, die von einer anderen Ebene abhängen
60%
Reservekapazität (Toleranz)
30%

Messwerte

Von der Gefahr getroffene Anlagen
6%
Noch funktionierende Anlagen
20%
Verstärkung des Anfangsschadens
14.3 times
Schritte bis zur Abwicklung
4
Zahlen, Methoden und Quellen
SchrittFunktionierende Rechenzentren (%)Funktionierende Netze (%)Stromversorgung in Betrieb (%)
08994100
14444100
262278
362239
462233

Methoden

  1. Voneinander abhängige Netze Buldyrev and others (2010), Catastrophic cascade of failures in interdependent networks, Nature 464
  2. Überlastkaskaden Motter and Lai (2002), Physical Review E 66
  3. Zwischenzentralitätslast Brandes (2001), Journal of Mathematical Sociology 25
  4. Mehrschichtige Netzwerke Kivela and others (2014), Journal of Complex Networks 2
  5. Infrastrukturabhängigkeiten Rinaldi, Peerenboom and Kelly (2001), IEEE Control Systems 21(6)
  6. Unsicherheitsfächer (Parameter-Monte-Carlo) Spiegelhalter, Pearson und Short (2011), Visualising uncertainty about the future, Science 333
  7. Sensitivität mit jeweils einem Faktor (Tornado) Saltelli and others (2008), Global Sensitivity Analysis: The Primer, Wiley

Daten

The model runs on the teaching values set by the controls. To calibrate it for a place, read it against these admitted layers and series, which this page’s map can draw:

  • Hauptstraßen Natural Earth
  • Eisenbahnen Natural Earth
  • Seehäfen Natural Earth
  • Flughäfen Natural Earth
  • Siedlungsflächen Natural Earth
  • Nachtlichter heute Nacht, Ausfälle (VIIRS-Tag/Nacht-Band) NASA/NOAA VIIRS (Suomi NPP) · Register nasa.gibs.context-live-layers
  • Naturereignisse (NASA EONET) NASA EONET · Register nasa.eonet.events
Eine Kaskade über voneinander abhängige Netzwerke. Illustratives Lehrmodell: Es läuft mit den über die Regler eingestellten Werten, nicht mit Messdaten. Methoden: voneinander abhängige Netzwerke (Buldyrev und andere (2010), Catastrophic cascade of failures in interdependent networks, Nature 464); Überlastkaskaden (Motter und Lai (2002), Physical Review E 66); Betweenness-Last (Brandes (2001), Journal of Mathematical Sociology 25).
06Indikatoren

Was gemessen wird und wie gut.

Jeder Indikator trägt seine Einheit, seinen Rhythmus, die Art der zugrunde liegenden Quelle und die Evidenzkennzeichnung, die ein Wert tragen würde. Es werden keine Werte gezeigt: Ein Programm liefert sie unter seiner eigenen Autorität.

IndikatorEinheitTaktQuellentypKennzeichnung
Data centre electricity consumptionterawatt hours per yearjährlichEnergy agency estimatesGESCHÄTZT
Energieeffizienz des Rechenzentrums (PUE)ratio of facility to IT energyjährlichOperator disclosuresDEKLARIERT
Water usage effectivenesslitres per kilowatt hourjährlichOperator disclosuresDEKLARIERT
Grid connection requests from data centresmegawatts requestedvierteljährlichGrid operator queuesVeröffentlichte Statistiken
Training compute of notable modelsfloating point operationsper modelCompiled model databasesGESCHÄTZT
Energy per inferencewatt hours per queryper measurementMeasurement studiesGESCHÄTZT
07Zwillings- und Kaskadensimulator

Model compute and energy as a system. Run the cascade.

Assembled from the Nexus Standards area profile Standards zu Risiken von KI und autonomen Systemen: the hazards it names, the Systeme and sectors that carry the loss, the controls that dampen it and the data that observe it. Choose the components, pick an initiating hazard and step through the cascade. The Map view places the run on an example geography with open data. Every coupling weight is a stated assumption you can change. A teaching model, not a forecast, an assessment or a certification. To model a place of your own choosing, open the full System-Builder.

Gefahren

  • Dammbruch
  • Sea-ice loss
  • Coastal erosion (nachgelagert ausgelöst)
  • Flusshochwasser (nachgelagert ausgelöst)
  • Flash flood (set off downstream)
  • Massenvertreibung (stromabwärts ausgelöst)
  • Biodiversity loss (set off downstream)
  • Großflächiger Stromausfall (stromabwärts ausgelöst)
  • Wasserversorgungsengpass (nachgelagert ausgelöst)
  • Arctic winter sea-ice collapse (set off downstream)
  • Polar vortex disruption (set off downstream)

Steuerung

  • NS-0 Verfassung und Grundsätze
  • NS-10 Richtlinien und Klauseln (maschinenlesbare Verpflichtungen: Definition, Bindung, Evaluierung und Durchsetzung)
  • NS-11 Verifikation und Überwachung (Evidenz, Bescheinigungen, Beobachtung der Zero-Trust-Konformität)
  • NS-12 Software-, Modell- und KI/ML-Artefakte (Lieferkette, Modellkarten, Datenblätter)
  • NRS-H100 Gefahrenfamilie: Robotik, Autonomie und autonome Waffen (NHS-1 tech.autonomy-weapons)
  • NRS-H53 Gefahrenfamilie: cyber-physische Störungen (NHS-1 cyber.cyber-physical)
  • NRS-H61 Gefahrenfamilie: kaskadierender Ausfall (NHS-1 sys.cascade)
  • NRS-H113 Gefahrenfamilie: Fragilität des Finanzsystems (NHS-1 soc.financial-system)
  • NRS-A8 KI-taugliche Risikodaten und Modellpakete
  • NRS-H54 Gefahrenfamilie: Signal- und Plattformstörung (NHS-1 cyber.platform)

Beobachtung

  • OSV open source vulnerability database (listed for reference)
  • Our World in Data datasets (listed for reference)
  • Research and development expenditure as a proportion of GDP

Beispielgeografie

  • North America: 243 hexagonal cells
  • Nachtlichter heute Nacht, Ausfälle (VIIRS Day/Night Band), NASA GIBS
  • Oberflächenwasser durch Wolken, 30 m (Radar OPERA DSWx-S1), NASA GIBS
  • Niederschlagsrate, letzte halbe Stunde (IMERG), NASA GIBS
  • Vegetation disturbance alerts, 30 m (OPERA DIST-ALERT), NASA GIBS
08Quellen

Woher die Evidenz stammt.

Benannte öffentliche Datensätze und institutionelle Aufzeichnungen, jeweils mit ihrer Lizenzklasse. Quellen auf Vereinbarungsbasis werden nur zu ihren Bedingungen genutzt und niemals weiterveröffentlicht.

QuelleWas es liefertLizenzklasse
IEA Energy and AI analysis and data centre electricity estimatesGlobal and regional data centre electricity demandLicence per product (to check)
Epoch AI data on notable models and computeTraining compute and hardware trendsOffen, CC BY 4.0
TOP500 and Green500 listsPerformance and energy efficiency of supercomputersPublic, TOP500 terms
Grid operator interconnection queues and planning reportsRequested connections and load forecastsPublic records, terms per operator
Operator sustainability reportsEnergy, water and emissions disclosuresPublic documents, terms per operator
09Sektorsignatur

The sector signature of compute and energy.

The sectors compute and energy touches and how strongly they depend on each other: what a study has to observe and model together.

Ecken auswählen · über Linien fahren6 / 15 Beziehungen

Signatur

Energie und ihre Partner

Energie liefert Strom für Verkehr und Telekommunikation an die Infrastruktur (0.8), Pumpen und Aufbereitung an Wasser (0.5) sowie Dünger, Maschinen und Kühlketten an Ernährung (0.5).

W · E · I · F · H · B

Sektoren
4 von 6
Beziehungen
6 von 15
Kopplung
0.46 Anteil am Gesamten

Stärkste wirkende Beziehungen

  • Energie → Infrastruktur · Strom für Verkehr und Telekommunikation0.8
  • Wasser → Energie · Kühlwasser und Wasserkraft0.6
  • Wasser → Nahrung · Bewässerung0.8
  • Infrastruktur → Wasser · Leitungen, Talsperren und Aufbereitungsanlagen0.6
Lehrwerte für eine typische Stadtregion, keine Messungen für einen Ort. Kopplung ist die summierte Stärke der wirkenden Beziehungen als Anteil aller fünfzehn.
10Entscheidungen

Wer entscheidet und wozu die Evidenz dient.

Studio Künstliche Intelligenz und autonome System prepares evidence. The decisions below are taken by the authorities named, under their own rules, and never by the platform.

Wer entscheidetDie FrageEvidenz, der diese Seite dient
Grid operators and energy regulatorsHow to plan generation and connections for data centre loadLoad analyses; connection queues
Water authorities and plannersWhere data centre water use is acceptableWater footprint evidence
Organisations deploying AIHow to reduce the footprint of their AI useEstimation methods; efficiency evidence

Ergebnisse, die dieses Thema hervorbringt

  • Energy and water footprint estimation methods for AI workloads
  • Regional data centre load analyses
  • Efficiency trend summaries
  • Evidence notes for grid and water planning
11Methoden und Evidenz

How compute and energy is modelled, measured and tested.

Das Modell, seine Annahmen, seine Daten und seine Unsicherheit in der Form, in der eine Wissenschaftlerin oder ein Ingenieur sie prüfen würde. Die Strukturen folgen veröffentlichten Methoden. Die dargestellten Werte sind illustrativ, keine Befunde.

Systemmodell

The couplings between the systems in compute and energy: signs of influence, a reinforcing and a balancing loop, and cross-links where stress jumps.

++−+Künstliche IntelligenzDatenGemeinschaftenWirtschaftR verstärkendB ausgleichend
Causal loop diagram from the page’s systems; signs show the direction of influence. Illustrative structure for a system dynamics or network model, not estimated couplings.
FAIR-Leitprinzipien · GO FAIR und FORCE11W3C PROV · World Wide Web ConsortiumHinweise zur einheitlichen Behandlung von Unsicherheiten · IPCCCEOS Analysis Ready Data · Committee on Earth Observation Satellites
12Kernfragen

What researchers ask about compute.

  • How concentrated are chip manufacturing, cloud capacity and frontier model training, and what follows from that?
  • How much energy and water do training and inference use, and how is that changing?
  • How much do efficiency gains offset growth in demand?
  • Who has access to compute for research and public-interest uses?
13Mechanismen

Concentration, efficiency and demand.

Advanced chip fabrication is concentrated in very few facilities, and a small number of cloud providers supply much of the compute for AI. That concentration creates shared exposure to disruption, from natural hazards to export controls, and shapes who can build large models.

Hardware and algorithms become more efficient over time, but cheaper computation tends to increase total use, an effect known as the rebound or Jevons effect. Data centres draw large, steady electricity loads that can strain local grids and, where they use evaporative cooling, water supplies. Inference, the everyday use of models, can come to outweigh training in total energy use.

14Methoden und Daten

Measuring compute and its footprint.

  1. 01

    Energy accounting

    Estimating energy per training run and per query, using Hochleistungs-, Cloud- und Edge-Computing. Providers disclose little, so estimates carry wide uncertainty.

  2. 02

    Supply-chain mapping

    Tracing chips, materials and facilities to identify concentration and single points of failure.

  3. 03

    Szenarioanalyse

    Projecting demand under different assumptions about efficiency and adoption, with Wahrscheinlichkeit und Statistik. Projections are scenarios, not forecasts.

  4. 04

    Access studies

    Assessing which researchers and institutions can obtain compute, and on what terms.

15Methoden

Wie es untersucht wird und was die Methoden nicht sagen können.

  1. Hochleistungs-, Cloud- und Edge-ComputingZugang zu Rechenleistung für öffentliche Forschung · Energiemessung von ArbeitslastenHier angewandt
  2. Künstliche Intelligenz und maschinelles LernenAnalyse von Verteilungsverschiebungen · Feinabstimmung für einen bestimmten Einsatz · InterpretierbarkeitsmethodenHier angewandt
  3. Wahrscheinlichkeit und StatistikUnsicherheit von Benchmark-Werten · Bewertung der Kalibrierung · PrüfstichprobenHier angewandt
16Where this page’s references

Where this page’s references lead.

Die Gremien und Dokumente, vor deren Hintergrund diese Seite gelesen wird. Status und Ausgaben ändern sich; jeder Link führt zur herausgebenden Stelle.

17Fragen

Fragen und Antworten.

How much energy does AI use?
Estimates vary widely. Data centres use a growing share of electricity, and AI is a fast-growing part of that, according to the IEA, but precise figures depend on assumptions and disclosure.
What is power usage effectiveness?
The ratio of a data centre’s total energy use to the energy used by its IT equipment; values closer to one mean less overhead for cooling and power conversion.
Why does AI use water?
Mainly for cooling data centres, especially with evaporative systems, and indirectly through the water used to generate electricity.
Will efficiency gains reduce AI’s energy use?
Not necessarily. Efficiency lowers the cost per task, which can increase total demand. The net effect depends on adoption and use.
Why does water matter for data centres?
Many use evaporative cooling, which consumes water. In water-stressed areas, this competes with other uses, linking AI to local water risk.
Does the platform allocate compute?
No. Compute allocations for Consortium projects are a separate matter of Foundry and the annual programme, and open only when their terms exist.
Can energy figures be trusted?
Published estimates vary with assumptions about hardware, utilisation and location. The platform reports ranges with their sources and assumptions.
BerichteBeitragen

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Berichte is the Consortium’s quarterly publication. What you know about this subject can become evidence, a case or a correction in the next edition, credited to you and published under CC BY 4.0 where it is your own work.

GCRIKünstliche Intelligenz und autonome SystemeExponentielle TechnologieLabs-Evidenz
Künstliche Intelligenz und autonome Systeme

Bringen Sie eine Methode, einen Datensatz oder eine Frage mit.

Information und Anfragen sind heute offen. Eine Anfrage erhält ein Aktenzeichen und nennt den nächsten Schritt; Bewerbungen, Zahlungen, Rechenzuteilungen und Registrierungen öffnen erst, wenn Team, Bedingungen und Prüfkapazität bestehen.